KR100933920B1 - Light emitting unit and manufacturing thereof - Google Patents

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KR100933920B1
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light emitting
ceramic substrate
electrodes
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thick film
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KR20090049979A
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김갑석
김용모
박재순
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주식회사 케이아이자이맥스
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Abstract

PURPOSE: A light emitting unit and a method of manufacturing thereof are provided to reduce manufacturing costs by forming a direct electrode on a ceramic substrate without lead frame and mounting light emitting diode on it. CONSTITUTION: In a light emitting unit and a method of manufacturing thereof, a first electrode(21) is formed on the bottom and top of a ceramic substrate(10). A second electrode(23) is electrically isolated from the first electrode and it is formed at the top and bottom of the ceramic substrate. A light emitting diode(40) is mounted on the top of the ceramic substrate and it is electrically connected to the first and the second electrode. A transparent film(31) is formed on a place where the light emitting diode is not mounted and is formed a certain height form the place. The first and the second electrode include an adhesive layer and a thick film electrode layer. The thick film electrode layer has a thickness of 4um or 300um.

Description

발광유니트 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING UNIT AND MANUFACTURING THEREOF}Light emitting unit and its manufacturing method {LIGHT EMITTING UNIT AND MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 세라믹 기판을 이용한 발광 유니트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 세라믹 기판에 마그네트론 스퍼터링에 의한 후막 전극을 형성한 구조의 발광유니트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting unit using a ceramic substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting unit having a structure in which a thick film electrode is formed on a ceramic substrate by magnetron sputtering and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 발광유니트는 광을 조사하는 발광칩을 패키지화 한 것으로, 그 패키지 형태에 따라 플라스틱 패키지와 세라믹 패키지로 구분될 수 있다.In general, the light emitting unit is packaged with a light emitting chip that irradiates light, it can be divided into a plastic package and a ceramic package according to the package form.

세라믹 패키지를 이용한 발광유니트는 발광칩에서 발생된 열의 일부를 세라믹 자체에서 흡수하기 때문에, 플라스틱 패키지를 적용한 발광유니트에 비하여 발광칩의 온도를 낮출 수 있다. 이와 같이 발광칩의 온도가 낮아지면, 발광칩이 받는 온도에 따른 스트레스가 줄어들기 때문에 발광 유니트의 성능 및 신뢰성이 좋아진다.Since the light emitting unit using the ceramic package absorbs a part of the heat generated from the light emitting chip in the ceramic itself, the temperature of the light emitting chip can be lowered compared to the light emitting unit to which the plastic package is applied. When the temperature of the light emitting chip is lowered as described above, the stress due to the temperature received by the light emitting chip is reduced, thereby improving the performance and reliability of the light emitting unit.

한편, 이와 같은 세라믹 패키지를 이용한 발광유니트는 플라스틱 패키지를 이용한 발광유니트에 비하여 경제성과 생산성 측면에서 크게 떨어진다는 단점이 있다. On the other hand, the light emitting unit using such a ceramic package has a disadvantage in that it is significantly lower in economics and productivity compared to the light emitting unit using a plastic package.

또한, 종래의 세라믹 패키지를 이용한 발광유니트는 플라스틱 패키지와는 달리 세라믹 몸체를 리드프레임에 대해 브레이징(Brazing)으로 부착한 구조를 가진다. 그러므로 흡습과 박리에 안전한 반면, 리드프레임을 이용하므로 제조원가가 상승하고 제조 공정이 복잡하다는 단점이 있다.In addition, the light emitting unit using the conventional ceramic package has a structure in which the ceramic body is attached to the lead frame by brazing unlike the plastic package. Therefore, while it is safe for moisture absorption and peeling, the use of a lead frame has the disadvantage that the manufacturing cost increases and the manufacturing process is complicated.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 별도의 리드프레임의 이용없이 세라믹 기판에 마그네트론 스퍼터링에 의한 후막 전극을 형성한 구조의 세라믹 기판을 이용한 발광유니트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and provides a light emitting unit using a ceramic substrate having a thick film electrode formed by magnetron sputtering on a ceramic substrate without using a separate lead frame, and a method of manufacturing the same. There is a purpose.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발광유니트는, 세라믹 기판과; 상기 세라믹 기판의 상면, 일 측면 및 하면에 형성되는 제1전극과; 상기 제1전극과 전기적으로 절연되며, 상기 세라믹 기판의 상면, 타 측면 및 하면에 형성되는 제2전극과; 상기 세라믹 기판의 상면에 실장되며, 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결되는 발광칩을 포함한다.In order to achieve the above object, a light emitting unit according to the present invention comprises a ceramic substrate; First electrodes formed on an upper surface, one side surface, and a lower surface of the ceramic substrate; A second electrode electrically insulated from the first electrode and formed on an upper surface, another side surface, and a lower surface of the ceramic substrate; And a light emitting chip mounted on an upper surface of the ceramic substrate and electrically connected to the first and second electrodes.

상기 제1 및 제2전극 각각은, 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 세라믹 기판 상에 형성되는 접착층과; 스퍼터링에 의하여 상기 접착층 상에 형성되는 후막 전극층을 포함할 수 있다.Each of the first and second electrodes may include: an adhesive layer formed on the ceramic substrate by magnetron sputtering; It may include a thick film electrode layer formed on the adhesive layer by sputtering.

상기 접착층은 니켈, 크롬, 티타늄, 니크롬(NiCr), 티타늄-텅스텐 합금(TiW) 중 적어도 어느 하나의 금속을 포함하며, 상기 마그네트론 스퍼터링에 의한 후막 전극층은 대략 4㎛ 내지 300㎛ 두께로 형성될 수 있다.The adhesive layer includes at least one metal of nickel, chromium, titanium, nichrome (NiCr), and titanium-tungsten alloy (TiW), and the thick film electrode layer formed by the magnetron sputtering may have a thickness of about 4 μm to 300 μm. have.

또한, 본 발명은 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면의 발광칩이 장착되는 부분 이외의 위치에 소정 높이로 형성되는 투명필름을 더 포함할 수 있다. 상기 투명필름은, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.The present invention may further include a transparent film formed at a predetermined height at a position other than a portion where the light emitting chip is mounted on the upper surface of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed. The transparent film may be made of at least one material of polyimide, polyethylene terephthalate, and polypropylene.

또한, 본 발명은 상기 발광칩 상에 도포되는 형광체를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a phosphor coated on the light emitting chip.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발광유니트 제조방법은, 세라믹 기판에 적어도 하나의 분리공을 관통 형성하는 단계와; 상기 분리공의 내벽을 포함한 상기 세라믹 기판의 노출면에 마그네트론 스퍼터링에 의한 후막 도전층을 형성하는 단계와; 상기 후막 도전층을 패터닝하여, 상기 세라믹 기판의 상면 및 하면과 상기 분리공의 내벽에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면에, 복수의 발광칩 각각이 장착되는 부분이 제거된 투명필름을 접착 형성하는 단계와; 상기 분리공에 의하여 구분되는 상기 세라믹 기판 상의 상기 투명필름이 형성되지 않은 부분에 복수의 발광칩 각각을 실장하고, 상기 발광칩을 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결하는 단계와; 상기 복수의 발광칩이 실장된 상기 세라믹 기판을 소정 단위로 절단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the light emitting unit manufacturing method according to the present invention in order to achieve the above object, the step of forming through the at least one separation hole in the ceramic substrate; Forming a thick film conductive layer on the exposed surface of the ceramic substrate including the inner wall of the separation hole by magnetron sputtering; Patterning the thick film conductive layer to form first and second electrodes electrically insulated from each other on the top and bottom surfaces of the ceramic substrate and the inner wall of the separation hole; Adhesively forming a transparent film on which upper portions of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed are removed, on which portions of the plurality of light emitting chips are mounted; Mounting each of a plurality of light emitting chips on a portion where the transparent film is not formed on the ceramic substrate separated by the separation holes, and electrically connecting the light emitting chips to the first and second electrodes; The method may include cutting the ceramic substrate on which the plurality of light emitting chips are mounted in a predetermined unit.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발광유니트 제조방법은, 세라믹 기판의 노출면에 마그네트론 스퍼터링에 의한 후막 도전층을 형성하는 단계와; 상기 후막 도전층을 패터닝하여, 상기 세라믹 기판의 상면, 측면 및 하면에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면에, 발광칩이 장착되는 부분이 제거된 투명필름을 접착 형성하는 단계와; 상기 투명필름이 형성되지 않은 상기 세라믹 기판의 상면에 적어도 하나의 발광칩을 실장하고, 상기 발광칩을 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the light emitting unit manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a thick film conductive layer by magnetron sputtering on the exposed surface of the ceramic substrate; Patterning the thick film conductive layer to form first and second electrodes electrically isolated from each other on the top, side, and bottom surfaces of the ceramic substrate; Adhesively forming a transparent film on which the light emitting chip is mounted, on which the light emitting chip is mounted, on an upper surface of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed; The method may include mounting at least one light emitting chip on an upper surface of the ceramic substrate on which the transparent film is not formed, and electrically connecting the light emitting chip to the first and second electrodes.

또한 본 발명은, 상기 세라믹 기판의 상면에 복수의 발광칩을 실장하는 경우, 복수의 발광칩이 실장된 상기 세라믹 기판을 소정 단위로 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include cutting the ceramic substrate on which the plurality of light emitting chips are mounted in a predetermined unit when mounting a plurality of light emitting chips on the top surface of the ceramic substrate.

상기 후막 도전층 형성단계는, 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 세라믹 기판 상에 접착층을 형성하는 단계와; 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 접착층 상에 후막 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.The thick film conductive layer forming step may include forming an adhesive layer on the ceramic substrate by magnetron sputtering; And forming a thick film electrode layer on the adhesive layer by magnetron sputtering.

또한, 본 발명은 상기 발광칩 상에 형광체를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further comprise the step of applying a phosphor on the light emitting chip.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발광유니트는 별도의 리드프레임 구조의 채용없이 세라믹 기판 상에 직접 전극을 형성하고, 발광칩을 실장함으로써, 종래의 리드프레임을 구비한 세라믹 패키지 구조의 발광유니트에 비하여 전체 구성을 콤팩트화하여 조립공수를 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다. 그리고, 본 발명은 세라믹 기판을 채용함으로써, 플라스틱 몰드 구조에 비하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.The light emitting unit according to the present invention configured as described above forms an electrode directly on a ceramic substrate and mounts a light emitting chip without employing a separate lead frame structure, thereby providing a light emitting unit of a ceramic package structure having a conventional lead frame. In comparison, the overall configuration can be made compact, thereby simplifying the assembly process and reducing the manufacturing cost. In addition, the present invention has the advantage that the heat dissipation performance can be improved compared to the plastic mold structure by employing a ceramic substrate.

또한, 본 발명은 세라믹 기판 상에 투명필름을 이용하여 댐을 형성함으로써 발광칩에서 조사된 광을 세라믹 기판의 상면의 전방향으로 확산시킬 수 있다. 따라서 직하형 백라이트유니트의 광원으로서, 본 발명에 따른 발광유니트를 적용시 균일광을 조명할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention can form a dam by using a transparent film on the ceramic substrate can diffuse the light emitted from the light emitting chip in all directions of the upper surface of the ceramic substrate. Therefore, as a light source of the direct type backlight unit, there is an advantage that the uniform light can be illuminated when applying the light emitting unit according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 발광유니트 제조방법은 분리공을 형성하고, 마그네트론 스퍼터링 후막 공정을 이용하여 후막 도전층을 형성함으로써, 동시에 복수 개의 표면실장형 구조의 발광유니트를 제조할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the method of manufacturing the light emitting unit according to the present invention has the advantage of forming a plurality of surface-mounted light emitting units at the same time by forming a separation hole and forming a thick film conductive layer using a magnetron sputtering thick film process.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 발광유니트 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a light emitting unit and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광유니트를 보인 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광유니트는 세라믹 기판(10)과, 세라믹 기판(10)에 형성되는 제1 및 제2전극(21)(23)과, 세라믹 기판(10)의 상면에 실장되는 발광칩(40)을 포함한다.1 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a light emitting unit according to an exemplary embodiment of the present invention may include a ceramic substrate 10, first and second electrodes 21 and 23 formed on the ceramic substrate 10, and a ceramic substrate 10. It includes a light emitting chip 40 mounted on the upper surface of the.

세라믹 기판(10)은 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4) 등의 세라믹 소재로 이루어진 기판으로서 방열 특성을 가지는 부도체이다. 이를 이용하여 발광유니트를 구현시 방열 성능을 개선할 수 있다.The ceramic substrate 10 is a substrate made of ceramic materials such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), and silicon nitride (Si 3 N 4 ), and is a non-conductive material having heat dissipation characteristics. By using this, it is possible to improve heat dissipation performance when implementing a light emitting unit.

제1전극(21)은 세라믹 기판(10)의 상면(10a), 일 측면(10b) 및 하면(10d)에 걸쳐 형성된다. 제2전극(23)은 제1전극(21)과 전기적으로 절연되는 것으로, 세라믹 기판(10)의 상면(10a), 타 측면(10c) 및 하면(10d)에 걸쳐 형성된다. 이와 같이, 제1 및 제2전극(21)(23)을'ㄷ'자 형상으로 형성함으로써, 회로기판(미도시)의 표면 상에 발광유니트를 실장 할 수 있다.The first electrode 21 is formed over the top surface 10a, one side surface 10b, and the bottom surface 10d of the ceramic substrate 10. The second electrode 23 is electrically insulated from the first electrode 21, and is formed over the top surface 10a, the other side surface 10c, and the bottom surface 10d of the ceramic substrate 10. In this way, the light emitting unit can be mounted on the surface of the circuit board (not shown) by forming the first and second electrodes 21 and 23 in a 'c' shape.

상기 제1 및 제2전극(21)(23)은 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 후막 공정을 통하여 형성되는 것으로, 그 각각은 접착층(20a)과 후막 전극층(20b)을 포함한다. 접착층(20a)은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니크롬(NiCr), 티타늄(Ti) 및 티타늄-텅스텐(TiW) 중 적어도 어느 하나의 금속을 대략 50nm 내지 200nm 두께로 형성할 수 있다. 후막 전극층(20b)은 접착층(20a) 상에 마그네트론 스퍼터링 공정에 의하여 형성되며, 도전성 금속을 대략 4㎛ 내지 300㎛ 두께로 형성할 수 있다. 후막 전극층(20b)의 두께는 반도체 칩(40)의 광출력, 후막 전극층(20b)의 전기 전도도 등에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 그 두께 조절은 마그네트론 스퍼터링 공정 조건을 변경하는 것에 의하여 가능하다.The first and second electrodes 21 and 23 are formed through a magnetron sputtering thick film process, each of which includes an adhesive layer 20a and a thick film electrode layer 20b. The adhesive layer 20a may form at least one metal of nickel (Ni), chromium (Cr), nichrome (NiCr), titanium (Ti), and titanium-tungsten (TiW) in a thickness of approximately 50 nm to 200 nm. The thick film electrode layer 20b is formed on the adhesive layer 20a by a magnetron sputtering process, and may form a conductive metal having a thickness of about 4 μm to 300 μm. The thickness of the thick film electrode layer 20b may be set differently according to the light output of the semiconductor chip 40, the electrical conductivity of the thick film electrode layer 20b, and the like. The thickness may be adjusted by changing the magnetron sputtering process conditions.

이 후막 전극층(20b)은 구리(Cu), 텅스텐(W), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등의 전도성 금속으로 형성할 수 있다. 후막 전극층(20b)의 재질은 마그네트론 스퍼터링 공정시 타켓의 재료를 변경함에 의하여 다양하게 변경할 수 있다.The thick film electrode layer 20b may be formed of a conductive metal such as copper (Cu), tungsten (W), silver (Ag), or aluminum (Al). The material of the thick film electrode layer 20b may be variously changed by changing the material of the target during the magnetron sputtering process.

발광칩(40)은 세라믹 기판(10)의 상면에 실장되며, 제1 및 제2전극(21)(23)에 와이어(41)를 이용한 본딩에 의하여 전기적으로 연결된다. 이 발광칩(40)은 제1 및 제2전극(21)(23)을 통하여 전원 인가시 광을 조사하는 것으로, 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등으로 구성된다.The light emitting chip 40 is mounted on the top surface of the ceramic substrate 10 and electrically connected to the first and second electrodes 21 and 23 by bonding using a wire 41. The light emitting chip 40 irradiates light when power is applied through the first and second electrodes 21 and 23, and includes a light emitting diode and a laser diode.

본 발명의 실시예에 따른 발광유니트는 세라믹 기판(10)의 상면(10a)에 투명필름(31)을 더 포함할 수 있다. 투명필름(31)은 제1 및 제2전극(21)(23)이 형성된 세라믹 기판(10)의 상면에 접착제(35)에 의하여 접착 형성되는 것으로, 발광칩(40)이 장착되는 부분 이외의 위치에 소정 높이로 형성된다. The light emitting unit according to the embodiment of the present invention may further include a transparent film 31 on the upper surface 10a of the ceramic substrate 10. The transparent film 31 is formed by an adhesive 35 on the upper surface of the ceramic substrate 10 on which the first and second electrodes 21 and 23 are formed. It is formed at a predetermined height in position.

이 투명필름(31)은 발광칩(40) 및 와이어(41)를 보호함과 아울러 발광칩(40)에서 조사된 광이 세라믹 기판(10)의 상면에서 넓은 지향각도로 확산되도록 입사광을 투과시킨다. 또한 투명필름(31)은 인쇄회로기판(미도시)에 본 발명의 발광유니트를 실장시, 리플로우(Reflow)를 견딜 수 있는 재질 즉, 대략 220℃에서 변형이 일어나지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 감안하여, 투명필름(31)은 폴리이미드(Polyimide: PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate: PET) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene: PP) 등의 내열 특성이 우수하고 투명도가 높은 재질로 이루어질 수 있다. The transparent film 31 protects the light emitting chip 40 and the wire 41 and transmits incident light so that the light radiated from the light emitting chip 40 is diffused at a wide direction angle on the upper surface of the ceramic substrate 10. . In addition, the transparent film 31 is preferably made of a material that can withstand the reflow when mounting the light emitting unit of the present invention on a printed circuit board (not shown), that is, the material does not cause deformation at approximately 220 ℃. . In consideration of this, the transparent film 31 may be made of a material having high transparency and high transparency such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), or polypropylene (PP). .

또한, 상기 투명필름(31)에는 형광물질이 내첨될 수 있다. 아울러, 투명필름(31)은 발광칩(40)의 높이, 와이어 본딩의 높이 및 후술하는 형광체 도포 정도 등을 감안하여, 대략 0.1mm 내지 0.5mm 두께로 형성될 수 있다.In addition, a fluorescent material may be embedded in the transparent film 31. In addition, the transparent film 31 may be formed to have a thickness of approximately 0.1 mm to 0.5 mm in consideration of the height of the light emitting chip 40, the height of wire bonding, and the degree of phosphor coating described below.

접착제(35)는 투명필름(31)을 제1 및 제2전극(21)(23)이 형성된 세라믹 기판(10)의 상면에 접착하는 것으로, 필름형이나 잉크형을 사용할 수 있다. 이 접착제(35)는 투명필름(31)의 재질 내지는 두께 여부에 따라 그 종류를 다양하게 변경 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명은 수지침투 가공제(prepreg), 에폭시계, 아크릴 계, 실리콘계 등의 접착제를 사용하거나, 이들을 소정 비율로 혼합한 접착제를 사용할 수 있다. The adhesive 35 adheres the transparent film 31 to the upper surface of the ceramic substrate 10 on which the first and second electrodes 21 and 23 are formed, and may use a film type or an ink type. The adhesive 35 may be used in various ways depending on the material or thickness of the transparent film 31. For example, the present invention may use an adhesive such as a resin prepreg, an epoxy, an acrylic, a silicone, or an adhesive obtained by mixing them in a predetermined ratio.

또한, 본 발명은 투명필름(31) 내부의 상기 발광칩(40) 상에 도포되는 형광체(50)를 더 포함하여, 발광유니트에서 조사되는 광의 색상을 변경할 수 있다. In addition, the present invention further includes a phosphor 50 coated on the light emitting chip 40 inside the transparent film 31 to change the color of light emitted from the light emitting unit.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광유니트는 별도의 리드프레임 구조의 채용없이 세라믹 기판 상에 직접 전극을 형성하고 발광칩을 실장함으로써, 종래의 리드프레임을 구비한 세라믹 패키지 구조의 발광유니트에 비하여 전체 구성을 콤팩트화 할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 세라믹 기판을 채용함으로써 방열 성능을 높일 수 있다는 이점이 있다. As described above, the light emitting unit according to the present invention is formed by directly forming an electrode on a ceramic substrate and mounting a light emitting chip without employing a separate lead frame structure, so that the light emitting unit has a light emitting unit having a ceramic package structure having a conventional lead frame. The advantage is that the entire configuration can be made compact. In addition, there is an advantage that the heat radiation performance can be improved by employing a ceramic substrate.

또한, 본 발명은 세라믹 기판 상에 투명필름을 이용하여 댐을 형성함으로써 발광칩에서 조사된 광을 세라믹 기판의 상면의 전방향으로 확산시킬 수 있다. 따라서 직하형 백라이트유니트의 광원으로서, 본 발명에 따른 발광유니트를 적용시 균일광을 조명할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention can form a dam by using a transparent film on the ceramic substrate can diffuse the light emitted from the light emitting chip in all directions of the upper surface of the ceramic substrate. Therefore, as a light source of the direct type backlight unit, there is an advantage that the uniform light can be illuminated when applying the light emitting unit according to the present invention.

이하, 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 발광유니트 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2 내지 도 8 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유니트 제조 공정을 보인 사시도 내지는 단면도이다.2 to 8 are each a perspective view or a cross-sectional view showing a light emitting unit manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 세라믹 소재로 된 원판을 소정 작업 크기에 맞게 재단하여, 세라믹 기판(10)을 준비한다.Referring to FIG. 2, a ceramic plate 10 is cut to fit a predetermined working size to prepare a ceramic substrate 10.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 준비된 세라믹 기판(10)에 적어도 하 나의 분리공(11)을 관통 형성한다. 이 분리공(11)은 레이저 가공, 드릴, 에칭, 다이싱 등의 방식을 통하여 형성될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3, at least one separation hole 11 is formed through the prepared ceramic substrate 10. The separation hole 11 may be formed through laser processing, drilling, etching, dicing, or the like.

도 3은 세라믹 기판(10) 상에 복수 개의 분리공(11)이 형성된 예를 나타낸 것이다. 이 분리공(11)은 제1 및 제2전극(21)(23)을 형성함과 아울러, 단일 공정으로 복수의 발광유니트를 생성시 이들을 용이하게 분리하기 위한 것이다. 이 분리공(11)은 장공 형상으로 형성될 수 있으며, 세라믹 기판(10) 상에 소정 간격 이격되게 행으로 마련되는 발광칩(40)이 실장되는 발광칩 본딩부(P)를 행으로 구분한다. 3 illustrates an example in which a plurality of separation holes 11 are formed on the ceramic substrate 10. The separation holes 11 are used to form the first and second electrodes 21 and 23 and to separate them easily when generating a plurality of light emitting units in a single process. The separation hole 11 may be formed in a long hole shape and divides the light emitting chip bonding part P on which the light emitting chips 40 provided in rows are spaced apart from each other on the ceramic substrate 10 in a row. .

도 3에 있어서, 이웃하는 발광칩 본딩부(P) 사이에 2열의 분리공(11)이 형성된 것을 예로 들어 나타내었으나, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 1열의 분리공을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우 분리공의 내벽 양측을 모두 이용하여 전극을 형성한다.In FIG. 3, an example in which two rows of separation holes 11 are formed between neighboring light emitting chip bonding units P is illustrated as an example, but this is merely illustrative, and it is also possible to form one row of separation holes. In this case, electrodes are formed by using both inner walls of the separation hole.

이어서, 분리공(11)의 내벽(11a)(11b)을 포함한 세라믹 기판(10)의 노출면에 후막 도전층(20)을 형성한다(도 4). 후막 도전층(20)은 2단계로 구분하여 수행될 수 있다. 즉, 세라믹 기판(10) 상에 마그네트론 스퍼터링 공정에 의하여 접착층(20a)을 형성하고, 접착층(20a) 상에 마그네트론 스퍼터링 공정에 의하여 후막 전극층(20b)을 형성한다. 접착층(20a)은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니크롬(NiCr), 티타늄(Ti), 티타늄-텅스텐(TiW) 등의 재질로 구성되며 대략 50nm 내지 200nm 두께로 형성할 수 있다. 후막 전극층(20b)은 구리(Cu), 텅스텐(W), 은(Ag), 알루미늄(A1) 등의 전도성 금속을 대략 4㎛ 내지 300㎛ 두께로 형성할 수 있다. 후막 전극 층(20b)의 두께는 반도체 칩(40)의 광출력, 후막 전극층(20b)의 전기 전도도 등에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 그 두께 조절은 스퍼터링 조건을 변경하는 것에 의하여 가능하다.Next, the thick film conductive layer 20 is formed on the exposed surface of the ceramic substrate 10 including the inner walls 11a and 11b of the separation hole 11 (FIG. 4). The thick film conductive layer 20 may be performed in two steps. That is, the adhesive layer 20a is formed on the ceramic substrate 10 by the magnetron sputtering process, and the thick film electrode layer 20b is formed on the adhesive layer 20a by the magnetron sputtering process. The adhesive layer 20a is made of a material such as nickel (Ni), chromium (Cr), nichrome (NiCr), titanium (Ti), titanium-tungsten (TiW), and the like and may be formed to have a thickness of approximately 50 nm to 200 nm. The thick film electrode layer 20b may form a conductive metal such as copper (Cu), tungsten (W), silver (Ag), and aluminum (A1) in a thickness of about 4 μm to 300 μm. The thickness of the thick film electrode layer 20b can be set differently according to the light output of the semiconductor chip 40, the electrical conductivity of the thick film electrode layer 20b, and the like, and the thickness can be adjusted by changing the sputtering conditions.

이어서 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 후막 도전층(20)을 패터닝하여 세라믹 기판(10)의 상면(10a) 및 하면(10d)과 상기 분리공(11)의 내벽(11a)(11b)에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극(21)(23)을 형성한다. 또한, 이 과정을 통하여, 발광칩(40)이 세라믹 기판(10)의 상면에 직접 실장되도록, 발광칩(40)이 실장되는 부분의 후막 도전층(20)을 제거한다. 여기서, 후막 도전층(20)의 패터닝은 포토리소그래피 방식으로 이루어질 수 있으며, 이 방식은 널리 알려져 있으므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5, the thick film conductive layer 20 is patterned to form upper and lower surfaces 10a and 10d of the ceramic substrate 10 and inner walls 11a and 11b of the separation hole 11. The first and second electrodes 21 and 23 are electrically insulated from each other. In addition, through this process, the thick film conductive layer 20 of the portion where the light emitting chip 40 is mounted is removed so that the light emitting chip 40 is directly mounted on the upper surface of the ceramic substrate 10. Here, the patterning of the thick film conductive layer 20 may be performed by a photolithography method, and since this method is widely known, a detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2전극(21)(23)이 형성된 세라믹 기판(10)의 상면(10a)에 투명필름(31)을 접착제(35)에 의하여 접착 형성한다. 투명필름(31)은 세라믹 기판(10) 상면 전체를 덮을 수 있는 크기의 시트 구조를 가지는 것으로, 제1 및 제2전극(21)(23)의 와이어 본딩 부분과, 복수의 발광칩 각각이 장착되는 부분이 제거된 형상을 가진다. 이 투명필름(31)은 발광칩(40) 및 와이어(41)를 보호함과 아울러 발광칩(40)에서 조사된 광이 세라믹 기판(10)의 상면에서 넓은 지향각도로 확산되도록 입사광을 투과시킨다. 이 투명필름(31)은 PI, PET 또는 PP 등의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 투명필름(31)에는 형광물질이 내첨될 수 있으며, 대략 0.1mm 내지 0.5mm 두께로 형성될 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 6, the transparent film 31 is adhered to the upper surface 10a of the ceramic substrate 10 on which the first and second electrodes 21 and 23 are formed by the adhesive 35. do. The transparent film 31 has a sheet structure of a size that covers the entire upper surface of the ceramic substrate 10, and the wire bonding portions of the first and second electrodes 21 and 23 and each of the plurality of light emitting chips are mounted. The part to be removed has a shape removed. The transparent film 31 protects the light emitting chip 40 and the wire 41 and transmits incident light so that the light radiated from the light emitting chip 40 is diffused at a wide direction angle on the upper surface of the ceramic substrate 10. . The transparent film 31 may be made of a material such as PI, PET, or PP. In addition, the transparent film 31 may be embedded with a fluorescent material, it may be formed to a thickness of approximately 0.1mm to 0.5mm.

접착제(35)는 투명필름(31)을 제1 및 제2전극(21)(23)이 형성된 세라믹 기 판(10)의 상면에 접착하는 것으로, 투명필름(31)의 재질 내지는 두께 여부에 따라 그 종류를 다양하게 변경 사용할 수 있다.The adhesive 35 bonds the transparent film 31 to the upper surface of the ceramic substrate 10 on which the first and second electrodes 21 and 23 are formed, and depends on the material or thickness of the transparent film 31. The type can be used in various ways.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 분리공(11)에 의하여 구분되는 상기 세라믹 기판(10) 상의 투명필름(31)이 형성되지 않은 부분(도 2의 P 부분)에 복수의 발광칩(40) 각각을 실장한다. 그리고, 발광칩(40)을 제1전극(21) 및 제2전극(23)에 와이어(41)를 이용하여 전기적으로 연결한다.Next, as illustrated in FIG. 7, a plurality of light emitting chips (P portions) of the transparent film 31 on the ceramic substrate 10 separated by the separation holes 11 are not formed. 40) Mount each one. In addition, the light emitting chip 40 is electrically connected to the first electrode 21 and the second electrode 23 using the wire 41.

이어서, 복수의 발광칩(40)이 실장된 세라믹 기판(10)을 소정 단위로 절단함으로써 복수의 발광유니트를 동시에 제조할 수 있다. 여기서 세라믹 기판(10)의 절단은 도 2의 라인 L1 내지 L4를 따라 이루어질 수 있다. 이 경우, 행 방향으로의 발광유니트는 분리공에 의하여 자연스럽게 분리된다.Subsequently, the plurality of light emitting units can be simultaneously manufactured by cutting the ceramic substrate 10 on which the light emitting chips 40 are mounted in predetermined units. The ceramic substrate 10 may be cut along the lines L1 to L4 of FIG. 2. In this case, the light emitting units in the row direction are naturally separated by the separating holes.

또한, 본 발명은 도 8에 도시된 바와 같이, 세라믹 기판(10)을 절단하기 이전에 발광칩(40) 상에 형광체(50)를 도포하는 과정을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a process of applying the phosphor 50 on the light emitting chip 40 before cutting the ceramic substrate 10, as shown in FIG.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유니트 제조방법은 분리공을 형성하고 마그네트론 스퍼터링 공정 및 패터닝 공정을 이용하여 전극을 형성함으로써, 동시에 복수 개의 표면실장형 구조의 발광유니트를 용이하게 제조할 수 있다는 이점이 있다.The light emitting unit manufacturing method according to an embodiment of the present invention configured as described above forms a separation hole and forms an electrode by using a magnetron sputtering process and a patterning process, thereby simultaneously providing a plurality of surface mounted light emitting units. There is an advantage that it can manufacture.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발광유니트 제조방법은 세라믹 기판을 준비하는 과정에서 도 9에 도시된 바와 같이 폭이 좁은 형태의 세라믹 기판(100)을 준비한다. 이 경우, 도 2의 세라믹 기판(10)과는 달리 세라믹 기판 상의 행방향으로 단일의 발광칩이 실장되는 구조를 가진다. 그러므로, 상기한 일 실시예에 따른 발광 유니트 제조방법과는 달리, 세라믹 기판(100) 상에 분리공을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 이 경우, 세라믹 기판(100)의 노출면 즉, 상면(100a), 양측면(100b)(100c) 및 하면(100d)에 걸쳐 후막 도전층을 마그네트론 스퍼터링 공정으로 형성하고 이를 패터닝하여, 세라믹 기판(100)의 상면(100a), 측면(100b)(100c) 및 하면(100d)에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극을 형성할 수 있다. 이하의 공정은 일 실시예에 따른 발광유니트 제조공정과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the method of manufacturing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention, a ceramic substrate 100 having a narrow width is prepared as shown in FIG. 9 in the process of preparing a ceramic substrate. In this case, unlike the ceramic substrate 10 of FIG. 2, a single light emitting chip is mounted in the row direction on the ceramic substrate. Therefore, unlike the light emitting unit manufacturing method according to the above embodiment, the process of forming the separation hole on the ceramic substrate 100 can be omitted. In this case, the thick-film conductive layer is formed on the exposed surface of the ceramic substrate 100, that is, the upper surface 100a, the both side surfaces 100b, 100c, and the lower surface 100d by a magnetron sputtering process, and then patterned. The first and second electrodes electrically insulated from each other may be formed on the top surface 100a, the side surfaces 100b, 100c, and the bottom surface 100d. The following process is the same as the light emitting unit manufacturing process according to an embodiment, detailed description thereof will be omitted.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광유니트를 보인 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 8 각각은 본 발명의 제1실시예에 발광유니트 제조공정을 순서대로 보인 도면.2 to 8 are views showing a light emitting unit manufacturing process in order according to the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광유니트 제조 공정 상의 재단된 세라믹 기판을 보인 사시도.9 is a perspective view showing a cut ceramic substrate in a light emitting unit manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 세라믹 기판 11: 분리공10: ceramic substrate 11: separator

20: 후막 도전층 20a: 접착층20: thick film conductive layer 20a: adhesive layer

20b: 후막 전극층 21: 제1전극20b: thick film electrode layer 21: first electrode

23: 제2전극 31: 투명필름23: second electrode 31: transparent film

35: 접착제 40: 발광칩35: adhesive 40: light emitting chip

45: 형광체45: phosphor

Claims (12)

세라믹 기판과;A ceramic substrate; 상기 세라믹 기판의 상면, 일 측면 및 하면에 형성되는 제1전극과;First electrodes formed on an upper surface, one side surface, and a lower surface of the ceramic substrate; 상기 제1전극과 전기적으로 절연되며, 상기 세라믹 기판의 상면, 타 측면 및 하면에 형성되는 제2전극과;A second electrode electrically insulated from the first electrode and formed on an upper surface, another side surface, and a lower surface of the ceramic substrate; 상기 세라믹 기판의 상면에 실장되며, 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결되는 발광칩과;A light emitting chip mounted on an upper surface of the ceramic substrate and electrically connected to the first and second electrodes; 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면의 발광칩이 장착되는 부분 이외의 위치에 소정 높이로 형성되는 투명필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트.And a transparent film formed at a predetermined height at a position other than a portion where a light emitting chip is mounted on an upper surface of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2전극 각각은,Each of the first and second electrodes, 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 세라믹 기판 상에 형성되는 접착층과;An adhesive layer formed on the ceramic substrate by magnetron sputtering; 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 접착층 상에 형성되는 후막 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트.A light emitting unit comprising a thick film electrode layer formed on the adhesive layer by magnetron sputtering. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 접착층은 니켈, 크롬, 니크롬, 티타늄 및 티타늄-텅스텐(TiW) 중 적어도 어느 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트.The adhesive layer is a light emitting unit, characterized in that it comprises at least one metal of nickel, chromium, nichrome, titanium and titanium-tungsten (TiW). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 후막 전극층은 4㎛ 내지 300㎛ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광유니트.The thick film electrode layer is a light emitting unit, characterized in that formed to a thickness of 4㎛ to 300㎛. 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 투명필름은,The transparent film, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광유니트.Light-emitting unit, characterized in that made of at least one of polyimide, polyethylene terephthalate and polypropylene. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 발광칩 상에 도포되는 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트.The light emitting unit, characterized in that it further comprises a phosphor coated on the light emitting chip. 세라믹 기판에 적어도 하나의 분리공을 관통 형성하는 단계와;Forming at least one separation hole through the ceramic substrate; 상기 분리공의 내벽을 포함한 상기 세라믹 기판의 노출면에 후막 도전층을 형성하는 단계와;Forming a thick film conductive layer on an exposed surface of the ceramic substrate including an inner wall of the separation hole; 상기 후막 도전층을 패터닝하여, 상기 세라믹 기판의 상면 및 하면과 상기 분리공의 내벽에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와;Patterning the thick film conductive layer to form first and second electrodes electrically insulated from each other on the top and bottom surfaces of the ceramic substrate and the inner wall of the separation hole; 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면에, 복수의 발광칩 각각이 장착되는 부분이 제거된 투명필름을 접착 형성하는 단계와;Adhesively forming a transparent film on which upper portions of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed are removed, on which portions of the plurality of light emitting chips are mounted; 상기 분리공에 의하여 구분되는 상기 세라믹 기판 상의 상기 투명필름이 형성되지 않은 부분에 복수의 발광칩 각각을 실장하고, 상기 발광칩을 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결하는 단계와;Mounting each of a plurality of light emitting chips on a portion where the transparent film is not formed on the ceramic substrate separated by the separation holes, and electrically connecting the light emitting chips to the first and second electrodes; 상기 복수의 발광칩이 실장된 상기 세라믹 기판을 소정 단위로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트 제조방법.And cutting the ceramic substrate on which the plurality of light emitting chips are mounted, by a predetermined unit. 세라믹 기판의 노출면에 후막 도전층을 형성하는 단계와;Forming a thick film conductive layer on an exposed surface of the ceramic substrate; 상기 후막 도전층을 패터닝하여, 상기 세라믹 기판의 상면, 측면 및 하면에 상호 전기적으로 절연되는 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와;Patterning the thick film conductive layer to form first and second electrodes electrically isolated from each other on the top, side, and bottom surfaces of the ceramic substrate; 상기 제1 및 제2전극이 형성된 상기 세라믹 기판의 상면에, 발광칩이 장착되는 부분이 제거된 투명필름을 접착 형성하는 단계와;Adhesively forming a transparent film on which the light emitting chip is mounted, on which the light emitting chip is mounted, on an upper surface of the ceramic substrate on which the first and second electrodes are formed; 상기 투명필름이 형성되지 않은 상기 세라믹 기판의 상면에 적어도 하나의 발광칩을 실장하고, 상기 발광칩을 상기 제1 및 제2전극에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트 제조방법.And mounting at least one light emitting chip on an upper surface of the ceramic substrate on which the transparent film is not formed, and electrically connecting the light emitting chip to the first and second electrodes. . 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 세라믹 기판의 상면에 복수의 발광칩을 실장하는 경우, 복수의 발광칩이 실장된 상기 세라믹 기판을 소정 단위로 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트 제조방법.And mounting a plurality of light emitting chips on the top surface of the ceramic substrate, cutting the ceramic substrate on which the plurality of light emitting chips are mounted in predetermined units. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 후막 도전층 형성단계는,The thick film conductive layer forming step, 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 세라믹 기판 상에 접착층을 형성하는 단계와;Forming an adhesive layer on the ceramic substrate by magnetron sputtering; 마그네트론 스퍼터링에 의하여 상기 접착층 상에 후막 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트 제조방법.A light emitting unit manufacturing method comprising the step of forming a thick film electrode layer on the adhesive layer by magnetron sputtering. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 발광칩 상에 형광체를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광유니트 제조방법.A light emitting unit manufacturing method comprising the step of applying a phosphor on the light emitting chip.
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